-
Fachgebiet
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Festelektrolytkondensator und ein Verfahren zur Herstellung eines Festelektrolytkondensators.
-
Technischer Hintergrund
-
Patentliteratur 1 offenbart ein Beispiel für einen herkömmlichen Festelektrolytkondensator. Die in der Literatur offenbarten Festelektrolytkondensatoren umfassen einen porösen Sinterkörper, eine dielektrische Schicht, eine feste Elektrolytschicht, eine Kathodenschicht, einen Anodenanschluss, einen Kathodenanschluss und ein Dichtungsharz, das aus dem Anodendraht herausragt. Der poröse Sinterkörper und der Anodendraht bestehen aus einem Ventilmetall, wie Ta (Tantal) oder Nb (Niob). Die feste Elektrolytschicht besteht aus einem leitfähigen Polymer.
-
Liste der Literaturstellen
-
Patentliteratur
-
Patentliteratur 1: Japanische Offenlegungsschrift Nr.
2017-168621 -
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Von der Erfindung zu lösende Probleme
-
Die feste Elektrolytschicht kann während des Schritts des Verbindens des Anodendrahts mit dem Anodenanschluss oder während der Verwendung beschädigt werden.
-
Die vorliegende Erfindung ist im Zusammenhang mit den oben beschriebenen Umständen konzipiert, und die Aufgabe besteht darin, einen Festelektrolytkondensator bereitzustellen und ein Verfahren zur Herstellung eines Festelektrolytkondensators, das eine Beschädigung der festen Elektrolytschicht unterdrücken kann.
-
Mittel zur Lösung der Probleme
-
Der Festelektrolytkondensator umfasst einen porösen Sinterkörper 1, der eine erste Fläche aufweist und ein Ventilmetall umfasst, einen Anodendraht, der aus der ersten Fläche herausragt und ein Ventilmetall umfasst, eine auf dem porösen Sinterkörper gebildete dielektrische Schicht; eine auf der dielektrischen Schicht gebildete feste Elektrolytschicht; und eine auf der festen Elektrolytschicht gebildete Kathodenschicht; wobei die feste Elektrolytschicht eine auf der dielektrischen Schicht gebildete erste Schicht und eine auf der ersten Schicht gebildete zweite Schicht umfasst; und eine Schutzschicht, die wenigstens einen Teil der ersten Fläche bedeckt, wobei die erste Schicht dazwischen zu liegen kommt.
-
Ein Verfahren zur Herstellung eines Festelektrolytkondensators, das in einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung angegeben wird, umfasst das Bilden eines porösen Sinterkörpers, der eine erste Fläche, aus der ein Anodendraht ragt, der ein Ventilmetall umfasst, aufweist und der ein Ventilmetall umfasst; das Bilden einer dielektrischen Schicht auf dem porösen Sinterkörper; das Bilden einer festen Elektrolytschicht auf der dielektrischen Schicht; und das Bilden einer Kathodenschicht auf der festen Elektrolytschicht, welches das Bilden einer ersten Schicht auf der dielektrischen Schicht umfasst; und das Bilden einer zweiten Schicht auf der ersten Schicht; und das Bilden einer Schutzschicht, die wenigstens einen Teil der ersten Fläche bedeckt, nach dem Bilden der ersten Schicht.
-
Wirkungen der Erfindung
-
Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann eine Beschädigung der festen Elektrolytschicht unterdrückt werden.
-
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der ausführlichen Beschreibung hervor, die im Folgenden unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen angegeben wird.
-
Kurzbeschreibung der Zeichnung
-
- [1] 1 ist eine Querschnittsansicht, die einen Festelektrolytkondensator gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
- [2] 2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines entscheidenden Teils, die einen Festelektrolytkondensator gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
- [3] 3 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung eines Festelektrolytkondensators gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
- [4] 4 ist eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren zur Herstellung eines Festelektrolytkondensators gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
- [5] 5 ist eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren zur Herstellung eines Festelektrolytkondensators gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
- [6] 6 ist eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren zur Herstellung eines Festelektrolytkondensators gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
- [7] 7 ist eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren zur Herstellung eines Festelektrolytkondensators gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
- [8] 8 ist eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren zur Herstellung eines Festelektrolytkondensators gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
- [9] 9 ist eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren zur Herstellung eines Festelektrolytkondensators gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
- [10] 10 ist eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren zur Herstellung eines Festelektrolytkondensators gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
- [11] 11 ist eine Querschnittsansicht, die einen Festelektrolytkondensator gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
- [12] 12 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung eines Festelektrolytkondensators gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
- [13] 13 ist eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren zur Herstellung eines Festelektrolytkondensators gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
- [14] 14 ist eine Querschnittsansicht, die einen Festelektrolytkondensator gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
- [15] 15 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung eines Festelektrolytkondensators gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
- [16] 16 ist eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren zur Herstellung eines Festelektrolytkondensators gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
- [17] 17 ist eine Querschnittsansicht, die einen Festelektrolytkondensator gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
- [18] 18 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines entscheidenden Teils, die einen Festelektrolytkondensator gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
- [19] 19 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung eines Festelektrolytkondensators gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
- [20] 20 ist eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren zur Herstellung eines Festelektrolytkondensators gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
-
Modi zur Durchführung der Erfindung
-
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben.
-
In der vorliegenden Offenbarung „A wird auf B gebildet“ umfasst den Fall, dass sich A in direktem Kontakt mit B befindet, und den Fall, dass sich A in einer Position oberhalb von B befindet und noch andere Objekte dazwischenliegen.
-
Die Ausdrücke „erste“, „zweite“, „dritte“ usw. in dieser Offenbarung werden nur zu Identifikationszwecken verwendet und sollen keine Permutation der Objekte erzwingen.
-
Erste Ausführungsform
-
Die 1 und 2 zeigen einen Festelektrolytkondensator gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Der Festelektrolytkondensator A1 dieser Ausführungsform umfasst einen porösen Sinterkörper 1, einen Anodendraht 10, eine dielektrische Schicht 2, eine feste Elektrolytschicht 3, eine Kathodenschicht 4, eine Schutzschicht 5, ein Anodenleitungselement 6, ein Kathodenleitungselement 7 und ein Dichtungsharz 8.
-
Der poröse Sinterkörper 1 enthält ein Ventilmetall und wird zum Beispiel durch Sintern eines Zwischenprodukts, das durch Pressen eines feinen Pulvers des Ventilmetalls erhalten wurde, gebildet und weist im Innern eine große Anzahl von Poren auf. Das in dem porösen Sinterkörper enthaltene Ventilmetall umfasst zum Beispiel Ta (Tantal) oder Nb (Niob). Der poröse Sinterkörper 1 dieser Ausführungsform weist eine erste Fläche 11 und eine zweite Fläche 12 auf. Wenn die Form des porösen Sinterkörpers 1 ein Quader ist, ist die erste Fläche 11 eine einzelne Fläche, die den Quader bildet, und die zweiten Flächen 12 sind vier Flächen, die mit der ersten Fläche 11 verbunden sind. Wenn der poröse Sinterkörper 1 alternativ dazu eine Säulenform hat, ist die erste Fläche 11 eine einzelne Endfläche, und die zweite Fläche 12 ist eine Umfangsseitenfläche, die mit der ersten Fläche 11 verbunden ist.
-
Der Anodendraht 10 ragt aus der ersten Fläche 11 des porösen Sinterkörpers 1 heraus, und ein Teil davon tritt in den porösen Sinterkörper 1 ein. Der Anodendraht 10 umfasst ein Ventilmetall. Das in dem porösen Sinterkörper 1 enthaltene Ventilmetall umfasst zum Beispiel Ta (Tantal) oder Nb (Niob). Das in dem Anodendraht 10 enthaltene Ventilmetall ist vorzugsweise dasselbe wie das in dem porösen Sinterkörper 1 enthaltene Ventilmetall.
-
Die dielektrische Schicht 2 ist auf dem porösen Sinterkörper 1 gebildet. Die dielektrische Schicht 2 befindet sich in direktem Kontakt mit dem porösen Sinterkörper 1. Außerdem ist in der vorliegenden Ausführungsform die dielektrische Schicht 2 auf einem Teil des Anodendrahts 10 gebildet und steht in direktem Kontakt mit einem Teil des Anodendrahts 10. Die dielektrische Schicht 2 bedeckt die äußere Oberfläche einschließlich der ersten Fläche 11 und der zweiten Fläche 12 des porösen Sinterkörpers 1 und Poren innerhalb des porösen Sinterkörpers 1. Die dielektrische Schicht 2 umfasst zum Beispiel ein Oxid eines Ventilmetalls einschließlich Ta2O5 (Tantalpentoxid), Nb2O5 (Niobpentoxid) und dergleichen.
-
Die feste Elektrolytschicht 3 ist auf der dielektrischen Schicht 2 gebildet. Die feste Elektrolytschicht 3 befindet sich in direktem Kontakt mit der dielektrischen Schicht 2. Die feste Elektrolytschicht 3 umfasst eine erste Schicht 31 und eine zweite Schicht 32. Die erste Schicht 31 ist auf der dielektrischen Schicht 2 gebildet und befindet sich in direktem Kontakt mit der dielektrischen Schicht 2. Die zweite Schicht 32 ist auf der ersten Schicht 31 gebildet und befindet sich in direktem Kontakt mit der ersten Schicht 31. Die erste Schicht 31 umfasst Teile, die auf der ersten Fläche 11 und über die dielektrische Schicht 2 auf der zweiten Fläche 12 gebildet sind. Außerdem umfasst die erste Schicht 31 in dem gezeigten Beispiel einen Teil, der über die dielektrische Schicht 2 über einem Teil des Anodendrahts 10 gebildet ist. Die zweite Schicht 32 umfasst einen Teil, der über die dielektrische Schicht 2 und die erste Schicht 31 auf der zweiten Fläche 12 gebildet ist und sich an einer von der ersten Fläche 11 entfernten Stelle befindet. Die erste Schicht 31 und die zweite Schicht 32 umfassen zum Beispiel ein leitfähiges Polymer. Spezielle Beispiele für leitfähige Polymere sind zum Beispiel Polypyrrole, Polythiophene, Polyaniline, Polyfurane und dergleichen.
-
Die Kathodenschicht 4 ist auf der festen Elektrolytschicht 3 gebildet. Die Kathodenschicht 4 befindet sich in direktem Kontakt mit der zweiten Schicht 32 der festen Elektrolytschicht 3. Die Kathodenschicht 4 der vorliegenden Ausführungsform ist auf der festen Elektrolytschicht 3 gebildet und befindet sich in direktem Kontakt mit der zweiten Schicht 32. Die Graphitschicht 41 enthält Graphit. Die Metallschicht 42 ist auf der Graphitschicht 41 gebildet und befindet sich in direktem Kontakt mit der Graphitschicht 41. Die Metallschicht 42 umfasst zum Beispiel Ag (Silber). Die Kathodenschicht 4 der vorliegenden Ausführungsform ist auf der Außenfläche des porösen Sinterkörpers 1 einschließlich der zweiten Fläche 12 gebildet und befindet sich an einer von der ersten Fläche 11 entfernten Stelle.
-
Die Schutzschicht 5 bedeckt über die dielektrische Schicht 2 und die erste Schicht 31 wenigstens einen Teil der ersten Fläche 11. Die Schutzschicht 5 umfasst ein isolierendes Material. Zu den isolierenden Materialien, die in der Schutzschicht 5 enthalten sind, gehören zum Beispiel Fluorpolymere, Silikonharze, Acrylharze und dergleichen. Bevorzugte Beispiele für isolierende Materialien sind PVF (Polyvinylfluorid), ETFE (Ethylen-Tetrafluorethylen), FEP (fluoriertes Ethylen-Propylen), PFA (Copolymer von Tetrafluorethylen und Perfluoralkoxyethylen), PTEF (Polytetrafluorethylen), Fluorolefin-Vinylether-Copolymer (FEVE: Fluorethylen-Vinylether), ein Gemisch von Polyvinylidenfluorid und Acrylharz (PVDF: Polyvinylidendifluorid) und dergleichen. Die Schutzschicht 5 dieser Ausführungsform befindet sich in direktem Kontakt mit der ersten Schicht 31.
-
Die Schutzschicht 5 dieser Ausführungsform weist einen ersten Teil 51 auf. Teil 151 bedeckt fast die gesamte Oberfläche der Fläche 11. Der erste Teil 51 befindet sich auf auf einer Position, die die zweite Seite 12 vermeidet. Die zweite Schicht 32 ist auf einer Position gebildet, die die Schutzschicht 5 (den ersten Teil 51) vermeidet. Die Schutzschicht 5 (der erste Teil 51) bedeckt einen Teil des Anodendrahts 10 über sowohl die dielektrische Schicht 2 als auch die feste Elektrolytschicht 3 oder nur über die dielektrische Schicht 2. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Dicke t3 der Fläche der Schutzschicht 5 (erster Teil 51) auf der ersten Fläche 11 so dick, dass sie näher bei dem Anodendraht 10 liegt. Die Dicke t3 entspricht einer dritten Dicke der vorliegenden Offenbarung.
-
Das Anodenleitungselement 6 ist ein Element, das den porösen Sinterkörper 1 und den Anodendraht 10 und die Schaltung (gezeigt), in der der Festelektrolytkondensator A1 montiert ist, leitet. Die spezielle Konfiguration des Anodenleitungselements 6 unterliegt keinerlei Einschränkung und umfasst in der vorliegenden Ausführungsform einen Anschlussteil 61 und einen Relaisteil 62.
-
Der Anschlussteil 61 weist einen vom Dichtungsharz 8 exponierten Teil auf und wird als Montageanschluss verwendet, wenn ein Festelektrolytkondensator A1 montiert wird. Der Anschlussteil 61 umfasst ein Metall, wie Kupfer (Cu). Außerdem kann die Montagefläche des Anschlussteils 61 mit einer Metallisierungsschicht (gezeigt), wie aus Zinn (Sn) und Nickel (Ni), versehen sein.
-
Der Relaisteil 62 vermittelt den Anodendraht 10 und den Anschlussteil 61 und ist sowohl mit dem Anodendraht 10 als auch dem Anschlussteil 61 verbunden. Der Relaisteil 62 umfasst ein Metall, wie Kupfer (Cu). Das Verfahren zum Verbinden des Relaisteils 62 mit dem Anodendraht 10 und dem Anschlussteil 61 unterliegt keinerlei Einschränkung. Der Relaisteil 62 und der Anodendraht 10 werden zum Beispiel durch Laserschweißen miteinander verbunden. Der Anschlussteil 61 und der Relaisteil 62 werden durch Schweißen, zum Beispiel Laserschweißen, Widerstandsschweißen usw., oder durch Klebeverfahren unter Verwendung von leitfähigen Klebematerialien miteinander verbunden.
-
Das Kathodenleitungselement 7 ist ein Element, das die Kathodenschicht 4 und die Schaltung (gezeigt), auf der der Festelektrolytkondensator A1 montiert ist, leitet. Die spezielle Konfiguration des Kathodenleitungselements 7 unterliegt keinerlei Einschränkung und besteht in der vorliegenden Ausführungsform aus einem plattenartigen Element. Das Kathodenleitungselement 7 umfasst ein Metall, wie Kupfer (Cu). Außerdem kann die Montagefläche des Kathodenleitungselements 7 mit einer Metallisierungsschicht (gezeigt), wie aus Zinn (Sn) und Nickel (Ni), versehen sein. Das Kathodenleitungselement 7 ist über das leitfähige Klebematerial 79 elektrisch an die Kathodenschicht 4 angeschlossen. Das leitfähige Klebematerial 79 enthält zum Beispiel Silber (Ag).
-
Das Dichtungsharz 8 bedeckt den porösen Sinterkörper 1, den Anodendraht 10, die dielektrische Schicht 2, die feste Elektrolytschicht 4, die Kathodenschicht 4, die Schutzschicht 5 und das Anodenleitungselement 6 bzw. das Kathodenleitungselement 7. Das Dichtungsharz 8 umfasst zum Beispiel ein Epoxidharz. Das Anodenleitungselement 6 und das Kathodenleitungselement 7 sind jeweils von dem Dichtungsharz 8 teilweise exponiert.
-
Dann wird im Folgenden das Verfahren zur Herstellung des Festelektrolytkondensators A1 unter Bezugnahme auf die 3-10 beschrieben.
-
Wie in 3 gezeigt ist, umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines Festelektrolytkondensators A1 das Bilden eines porösen Sinterkörpers 1, das Bilden einer dielektrischen Schicht 2, das Bilden einer festen Elektrolytschicht 3 (erste Schicht 31), das Bilden einer Schutzschicht 5, das Bilden einer festen Elektrolytschicht 3 (zweite Schicht 32), das Bilden einer Kathodenschicht 4 (Metallschicht 41), das Bilden einer Kathodenschicht 4 (Metallschicht 42), das Kleben an ein anodisches Leitungselement 6, das Kleben an ein Kathodenleitungselement 7 und das Bilden eines Dichtungsharzes 8. In der vorliegenden Ausführungsform wird nach dem Schritt des Bildens der ersten Schicht 31 der Schritt des Bildens der Schutzschicht 5 vor dem Schritt des Bildens der zweiten Schicht 32 durchgeführt.
-
Wie in 4 gezeigt ist, wird zuerst ein Zwischenprodukt 100 gebildet. Die Bildung des Zwischenprodukts 100 wird durch Pressen eines feinen Pulvers eines Ventilmetalls, wie Ta (Tantal) oder Nb (Niob), bewerkstelligt. Dieses Pressen erfolgt mit in das feine Pulver des Ventilmetalls eingefügtem Anodendraht 10. Dies führt zu einem Zwischenprodukt 100, bei dem der Anodendraht 10 aus der ersten Fläche 11 herausragt. Dann wird das Zwischenprodukt 100 gesintert. Dies führt zu einem porösen Sinterkörper 1.
-
Dann wird die dielektrische Schicht 2 gebildet. Die Bildung der dielektrischen Schicht 2 wird durch Anodisieren des porösen Sinterkörpers 1 und eines Teils des Anodendrahts 10 bewerkstelligt, die in eine chemische Umwandlungslösung 200 eingetaucht werden, wie zum Beispiel in 5 gezeigt ist. Als chemische Umwandlungslösung 200 kann zum Beispiel eine wässrige Lösung von Phosphorsäure verwendet werden. Dies führt zu einer dielektrischen Schicht 2, die die äußere Oberfläche des porösen Sinterkörpers 1 und die Poren und einen Teil des Anodendrahts 10 bedeckt.
-
Dann wird die erste Schicht 31 gebildet. Die Bildung der ersten Schicht 31 wird durch chemische oder elektrolytische Polymerisationsbehandlung des porösen Sinterkörpers 1, auf dem die dielektrische Schicht 2 gebildet ist, bewerkstelligt, wie zum Beispiel in 6 gezeigt ist. Bei diesen Polymerisationsverfahren wird zum Beispiel der poröse Sinterkörper 1, auf dem die dielektrische Schicht 2 gebildet ist, in eine Reaktionslösung 310, die ein Monomer umfasst, eingetaucht. In der vorliegenden Ausführungsform werden der poröse Sinterkörper 1 und ein Teil des Anodendrahts 10 in die Reaktionslösung 310 eingetaucht. Der Teil des Anodendrahts 10, der von der dielektrischen Schicht 2 freigelassen wird, wird jedoch nicht in die Reaktionslösung 310 eingetaucht. Durch die Polymerisationsbehandlung entsteht eine erste Schicht 31. Die erste Schicht 31 wird über einer Fläche des porösen Sinterkörpers 1 einschließlich der ersten Fläche 11 und der zweiten Fläche 12 und eines Teils des Anodendrahts 10 gebildet. Die erste Schicht 31 wird auf die dielektrischen Schicht 2 laminiert. Es sei angemerkt, dass nach der Bildung der ersten Schicht 31 erneut eine chemische Umwandlungsbehandlung durchgeführt werden kann.
-
Dann wird die Schutzschicht 5 gebildet. Die Bildung der Schutzschicht 5 wird durch Auftragen einer Harzpaste 500 mit einem Spender Ds bewerkstelligt, wie zum Beispiel in 7 gezeigt ist. Der Spender Ds ist eine Vorrichtung, die eine bestimmte Menge Harzpaste 500 auftragen kann. Die Harzpaste 500 ist ein Material zum Konfigurieren eines isolierenden Materials, das in der Schutzschicht 5 enthalten ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Harzpaste 500 so durch den Spender Ds aufgetragen, dass sie die erste Fläche 11 bedeckt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Harzpaste 500 nicht auf die zweite Fläche 12 aufgetragen. Die Harzpaste 500 bedeckt über die dielektrische Schicht 2 und die erste Schicht 31 auch einen Teil des Anodendrahts. Durch Anwenden einer vorbestimmten Behandlung, wie Trocknen, Erhitzen, UV-Bestrahlung usw., auf die Harzpaste 500 wird eine Schutzschicht 5 erhalten.
-
Dann wird die zweite Schicht 32 gebildet. Die Bildung der zweiten Schicht 32 wird durch chemische oder elektrolytische Polymerisationsbehandlung des porösen Sinterkörpers 1, auf dem die dielektrische Schicht 2, die erste Schicht 31 und die Schutzschicht 5 gebildet sind, bewerkstelligt, wie zum Beispiel in 7 gezeigt ist. Bei diesen Polymerisationsverfahren wird zum Beispiel der poröse Sinterkörper 1, auf dem die dielektrische Schicht 2, die erste Schicht 31 und die Schutzschicht 5 gebildet sind, in eine Reaktionslösung 320, die ein Monomer umfasst, eingetaucht. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Schutzschicht 5 (erste Fläche 11) nicht in die Reaktionslösung 320 eingetaucht. Die Polymerisationsbehandlung bildet eine zweite Schicht 32, wie in 9 gezeigt ist. Die zweite Schicht 32 wird auf der äußeren Fläche des porösen Sinterkörpers 1 außer der ersten Fläche 11 gebildet und befindet sich in direktem Kontakt mit der ersten Schicht 31. Es sei angemerkt, dass nach der Bildung der zweiten Schicht 32 erneut eine chemische Umwandlungsbehandlung durchgeführt werden kann.
-
Dann wird die Graphitschicht 41 gebildet, und die Metallschicht 42 wird gebildet, wie in 10 gezeigt ist. Dies führt zu einer Kathodenschicht 4, die aus einer Graphitschicht 41 und einer Metallschicht 42 besteht. Die Kathodenschicht 4 wird auf der äußeren Oberfläche außer der ersten Fläche 11 des porösen Sinterkörpers 1 gebildet und befindet sich in direktem Kontakt mit der zweiten Schicht 32 der festen Elektrolytschicht 3.
-
Danach wird das Anodenleitungselement 6 an den Anodendraht 10 geklebt, und das Kathodenleitungselement 7 wird auf die Metallschicht 42 der Kathodenschicht 4 geklebt. Der poröse Sinterkörper 1 und der Anodendraht 10, in dem die dielektrische Schicht 2, die feste Elektrolytschicht 3, die Kathodenschicht 4 und die Schutzschicht 5 gebildet sind, bilden ein Dichtungsharz 8, das einen Teil des Anodenleitungselements 6 bzw. des Kathodenleitungselements 7 bedeckt. Dies führt zu dem oben beschriebenen Festelektrolytkondensator A1.
-
Als nächstes werden der Betrieb des Festelektrolytkondensators A1 und das Verfahren zur Herstellung des Festelektrolytkondensators A1 beschrieben.
-
Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, wird auf der ersten Fläche 11 des porösen Sinterkörpers eine erste Schicht 31 gebildet. Bei dem Herstellungsverfahren für den Festelektrolytkondensator A1 kann eine Last auf den Ansatz des Anodendrahts 10 angewendet werden, zum Beispiel während des Laserschweißens, um den Anodendraht 10 mit dem Relaisteil 62 zu verbinden, oder während der Verwendung des Festelektrolytkondensators A1. Es besteht die Befürchtung, dass diese Last die erste Schicht 31 beschädigen könnte. Gemäß dieser Ausführungsform wird die erste Schicht 31 von einer Schutzschicht 5 (erster Teil 51) auf der ersten Fläche 11 abgedeckt. Gemäß dieser Ausführungsform kann also die Beschädigung der festen Elektrolytschicht 3 unterdrückt werden.
-
Der erste Teil 51 wird auf der gesamten Oberfläche der ersten Fläche 11 ausgebildet. Dieser kann die erste Schicht 31 auf der ersten Fläche 11 zuverlässiger schützen.
-
Wie in 2 gezeigt ist, ist die Dicke t3 der Fläche der Schutzschicht 5 (erster Teil 51) auf der ersten Fläche 11 so dick, dass sie näher bei dem Anodendraht 10 liegt. Dies ermöglicht einen zuverlässigeren Schutz der ersten Schicht 31 an einer Stelle in der Nähe des Anodendrahts 10, wenn am Ansatz des Anodendrahts 10 eine Belastung erzeugt wird.
-
Die Verwendung des oben gezeigten Fluorharzes als Schutzschicht 5 ist bevorzugt, weil es bei dem Herstellungsverfahren leicht in einem Lösungsmittel dispergiert werden kann und eine höhere Witterungsbeständigkeit zeigt. Was das in der Schutzschicht 5 enthaltene Fluorpolymer betrifft, so beträgt seine Glasübergangstemperatur 150°C oder weniger, vorzugsweise 120°C oder weniger und besonders bevorzugt 100°C oder weniger.
-
Wie in 7 gezeigt ist, wird in der vorliegenden Ausführungsform eine Schutzschicht 5 durch Auftragen einer Harzpaste 500 mit einem Spender Ds gebildet. Dadurch kann die Harzpaste 500 im Tragebereich genauer aufgetragen werden.
-
Die 11-20 zeigen andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In diesen Figuren werden Elemente, die denen der obigen Ausführungsformen gleich oder ähnlich sind, mit demselben Zeichen markiert wie bei den obigen Ausführungsformen.
-
Zweite Ausführungsform
-
11 zeigt einen Festelektrolytkondensator gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Der Festelektrolytkondensator A2 dieser Ausführungsform wird mit einer Schutzschicht 5 auf der zweiten Schicht 32 gebildet.
-
In dieser Ausführungsform weist die zweite Schicht 32 einen auf der ersten Fläche 11 gebildeten Teil auf. Der Teil befindet sich in direktem Kontakt mit der ersten Schicht 31. Der erste Teil 51 der Schutzschicht 5 befindet sich in direktem Kontakt mit der zweiten Schicht 32.
-
Die 12 und 13 zeigen ein Verfahren zur Herstellung eines Festelektrolytkondensators A2. Wie in 12 gezeigt ist, wird in der vorliegenden Ausführungsform nach dem Schritt des Bildens der zweiten Schicht 32 der Schritt des Bildens der Schutzschicht 5 vor dem Schritt des Bildens der Graphitschicht 41 durchgeführt.
-
Wie in 13 gezeigt ist, wird nach der Bildung der zweiten Schicht 32 die erste Fläche 11 des porösen Sinterkörpers 1 von der dielektrischen Schicht 2, der ersten Schicht 31 und der zweiten Schicht 32 bedeckt. Das heißt, in dem in 8 gezeigten chemischen oder elektrolytischen Polymerisationsverfahren wird ein Teil der ersten Fläche 11 und des Anodendrahts 10 in die Reaktionslösung 320 eingetaucht. Dann wird in dem in 13 gezeigten Vorgang die Harzpaste 500 auf die zweite Schicht 32, die auf der ersten Fläche 11 gebildet ist, unter Verwendung eines Spenders Ds aufgetragen.
-
Diese Ausführungsform kann ebenfalls die Beschädigung der festen Elektrolytschicht hemmen. Gemäß dieser Ausführungsform können die erste Schicht 31 und die zweite Schicht 32 ebenfalls von einer Schutzschicht 5 (erster Teil 51) auf der ersten Fläche 11 bedeckt werden.
-
Dritte Ausführungsform
-
14 zeigt einen Festelektrolytkondensator gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die Schutzschicht 5 wird in dem Festelektrolytkondensator A3 der vorliegenden Ausführungsform auf der Graphitschicht 41 gebildet.
-
In der vorliegenden Ausführungsform weist die Schutzschicht 5 einen ersten Teil 51 und einen zweiten Teil 52 auf. Der erste Teil 51 wird auf der ersten Fläche 11 gebildet. Die dielektrische Schicht 2, die erste Schicht 31 und die zweite Schicht 32 liegen zwischen dem ersten Teil 51 und der ersten Fläche 11. Der erste Teil 51 befindet sich in direktem Kontakt mit der zweiten Schicht 32.
-
Der zweite Teil 52 wird auf der zweiten Fläche 12 gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform befinden sich zwischen dem zweiten Teil 52 und der zweiten Fläche 12 die dielektrische Schicht 2, die erste Schicht 31, die zweite Schicht 32 und die Graphitschicht 41. Der zweite Teil 52 befindet sich in direktem Kontakt mit der Graphitschicht 41. Der unbedeckte Teil der Graphitschicht 41 im zweiten Teil 52 wird von der Metallschicht 42 bedeckt. Ein Teil des zweiten Teils 52 kann von einer Metallschicht 42 bedeckt sein.
-
Die 15 und 16 zeigen ein Verfahren zur Herstellung eines Festelektrolytkondensators A3. Wie in 15 gezeigt ist, wird in der vorliegenden Ausführungsform nach dem Schritt des Bildens der Graphitschicht 41 der Schritt des Bildens der Schutzschicht 5 vor dem Schritt des Bildens der Metallschicht 42 durchgeführt.
-
In dieser Ausführungsform wird die Harzpaste 500 nach der Bildung der Graphitschicht 41 mit Hilfe des Spenders Ds aufgetragen, wie in 16 gezeigt ist. In dem gezeigten Beispiel wird die Harzpaste 500 über im Wesentlichen die gesamte Oberfläche der ersten Fläche 11 und über einen Teil der zweiten Fläche 12 aufgetragen. Die auf die erste Fläche 11 aufgetragene Harzpaste 500 befindet sich in Kontakt mit der zweiten Schicht 32. Die auf die zweite Fläche 12 aufgetragene Harzpaste 500 befindet sich in Kontakt mit der Graphitschicht 41.
-
Die Auftragung der Harzpaste 500 auf die zweite Fläche 12 kann absichtlich erfolgen oder das Ergebnis davon sein, dass sich ein Teil der Harzpaste 500 über die zweite Fläche 12 erstreckt, um zuverlässiger auf die gesamte Oberfläche auf der ersten Fläche 11 aufzutragen. Somit ist die Grenze zwischen der ersten Fläche 11 und der zweiten Fläche 12 nicht auf eine Konfiguration beschränkt, die über die gesamte Länge von einer Harzpaste 500 bedeckt ist (Schutzschicht 5). Es kann auch nur ein Teil der Grenze so konfiguriert sein, dass er von einer Harzpaste 500 bedeckt ist (Schutzschicht 5).
-
Diese Ausführungsform kann ebenfalls die Beschädigung der festen Elektrolytschicht 3 hemmen. Ebenfalls ist gemäß dieser Ausführungsform ein Teil der Graphitschicht 41 von der Schutzschicht 5 bedeckt (der zweite Teil 52). Als Ergebnis ist es möglich, zu verhindern, dass die Graphitschicht 41 abgeschält wird oder von ihrem Endteil her Risse bekommt.
-
Vierte Ausführungsform
-
Die 17 und 18 zeigt einen Festelektrolytkondensator gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Der Festelektrolytkondensator A4 dieser Ausführungsform weist eine auf der Metallschicht 42 gebildete Schutzschicht 5 auf.
-
In der vorliegenden Ausführungsform weist die Schutzschicht 5 einen ersten Teil 51 und einen zweiten Teil 52 auf. Der erste Teil 51 wird auf der ersten Fläche 11 gebildet. Die dielektrische Schicht 2, die erste Schicht 31 und die zweite Schicht 32 liegen zwischen dem ersten Teil 51 und der ersten Fläche 11. Der erste Teil 51 befindet sich in direktem Kontakt mit der zweiten Schicht 32.
-
Der zweite Teil 52 wird auf der zweiten Fläche 12 gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform befinden sich zwischen dem zweiten Teil 52 und der zweiten Fläche 12 die dielektrische Schicht 2, die erste Schicht 31, die zweite Schicht 32, die Graphitschicht 42 und die Metallschicht 42. Der zweite Teil 52 weist einen Teil, der sich in direktem Kontakt mit der Graphitschicht 41 befindet, und einen Teil, der sich in direktem Kontakt mit der Metallschicht 42 befindet, auf. Der unbedeckte Teil der Graphitschicht 41 im zweiten Teil 52 wird von der Metallschicht 42 bedeckt.
-
Wie in 18 gezeigt ist, ist in dem gezeigten Beispiel die maximale Dicke t1 von der zweiten Fläche 12 bis zur Oberfläche des Teils 52 (Schutzschicht 5) dünner als die Dicke t2, die maximale Dicke der Schicht 42 bis zur Oberfläche. Die Dicke t1 entspricht der ersten Dicke der vorliegenden Offenbarung. Die Dicke t2 entspricht der zweiten Dicke der vorliegenden Offenbarung.
-
Die 19 und 20 zeigen ein Verfahren zur Herstellung eines Festelektrolytkondensators A3. Wie in 19 gezeigt ist, wird in der vorliegenden Ausführungsform der Schritt des Bildens einer Schutzschicht 5 nach dem Schritt des Bildens einer Metallschicht 42 durchgeführt.
-
In dieser Ausführungsform wird die Harzpaste 500 nach der Bildung der Graphitschicht 442 mit Hilfe des Spenders Ds aufgetragen, wie in 20 gezeigt ist. In dem gezeigten Beispiel wird die Harzpaste 500 über im Wesentlichen die gesamte Oberfläche der ersten Fläche 11 und über einen Teil der zweiten Fläche 12 aufgetragen. Die auf die erste Fläche 11 aufgetragene Harzpaste 500 befindet sich in Kontakt mit der zweiten Schicht 32. Auf der zweiten Fläche 12 ist ein Teil der Graphitschicht 41 von der Metallschicht freigelassen. Die auf die zweite Fläche 12 aufgetragene Harzpaste 500 befindet sich in Kontakt mit der Graphitschicht 41 und der Metallschicht 42.
-
Die Auftragung der Harzpaste 500 auf die zweite Fläche 12 kann absichtlich erfolgen oder das Ergebnis davon sein, dass sich ein Teil der Harzpaste 500 über die zweite Fläche 12 erstreckt, um zuverlässiger auf die gesamte Oberfläche auf der ersten Fläche 11 aufzutragen. Somit ist die Grenze zwischen der ersten Fläche 11 und der zweiten Fläche 12 nicht auf eine Konfiguration beschränkt, die über die gesamte Länge von einer Harzpaste 500 bedeckt ist (Schutzschicht 5).
-
Es kann auch nur ein Teil der Grenze so konfiguriert sein, dass er von einer Harzpaste 500 bedeckt ist (Schutzschicht 5).
-
Diese Ausführungsform kann ebenfalls die Beschädigung der festen Elektrolytschicht 3 hemmen. Ebenfalls gemäß dieser Ausführungsform sind ein Teil der Graphitschicht 41 und ein Teil der Metallschicht 42 von einer Schutzschicht 5 bedeckt (zweiter Teil 52). Als Ergebnis ist es möglich, das Auftreten einer Abschälung, Rissbildung usw. vom Ende der Graphitschicht 41 her und vom Ende der Metallschicht 42 her zu unterdrücken.
-
Wie in 18 gezeigt ist, ist außerdem die Dicke t1, die maximale Dicke von der zweiten Seite 12 bis zur Oberfläche des zweiten Teils 52 (Schutzschicht 5), dünner als die Dicke t2, die maximale Dicke von der zweiten Seite 12 bis zur Oberfläche der Metallschicht 42. Dies ermöglicht es, dass der zweite Teil 52 (Schutzschicht 5) die Graphitschicht 41 und die Metallschicht 42 schützt, während der zweite Teil 52 bereitgestellt wird, um eine unabsichtliche Erhöhung der Größe des Elements zu vermeiden, das den porösen Sinterkörper 1, die dielektrische Schicht 2, die feste Elektrolytschicht 3, die Kathodenschicht 4 und die Schutzschicht 5 umfasst.
-
Die Verfahren zur Herstellung der Festelektrolytkatalysatoren und die Festelektrolytkatalysatoren gemäß der vorliegenden Erfindung sind nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Die spezielle Konfiguration des Festelektrolytkondensators und des Verfahrens zur Herstellung des Festelektrolytkondensators gemäß der vorliegenden Erfindung kann auf verschiedene Weisen modifiziert werden.
-
Zusatznotiz 1
-
Poröser Sinterkörper, der eine erste Fläche aufweist und Folgendes umfasst: ein Ventilmetall;
einen Anodendraht, der aus der ersten Fläche herausragt und ein Ventilmetall umfasst;
eine auf dem porösen Sinterkörper gebildete dielektrische Schicht;
eine auf der dielektrischen Schicht gebildete feste Elektrolytschicht;
eine auf der festen Elektrolytschicht gebildete Kathodenschicht;
-
Eine feste Elektrolytschicht umfasst eine auf der dielektrischen Schicht gebildete erste Schicht und eine auf der ersten Schicht gebildete zweite Schicht; Festelektrolytkondensator, umfassend eine Schutzschicht, die über die erste Schicht wenigstens einen Teil der ersten Fläche bedeckt.
-
Zusatznotiz 2
-
Festelektrolytkondensator gemäß Anhang 1, wobei sich die Schutzschicht in direktem Kontakt mit der ersten Schicht befindet.
-
Zusatznotiz 3
-
Festelektrolytkondensator gemäß Anhang 1, wobei sich die zweite Schicht zwischen der ersten Schicht und der Schutzschicht befindet.
-
Zusatznotiz 4
-
wobei die Kathodenschicht eine auf der festen Elektrolytschicht gebildete Graphitschicht und eine auf der Graphitschicht gebildete Metallschicht umfasst; Festelektrolytkondensator gemäß Anhang 3, wobei sich die Schutzschicht in Kontakt mit der Graphitschicht befindet.
-
Zusatznotiz 5
-
Festelektrolytkondensator gemäß Anhang 4, wobei sich die Schutzschicht in Kontakt mit der Metallschicht befindet.
-
Zusatznotiz 6
-
Der poröse Sinterkörper weist eine zweite Fläche auf, die von dem Anodendraht getrennt und mit der ersten Fläche verbunden ist; die Kathodenschicht ist auf der zweiten Fläche gebildet; Festelektrolytkondensator gemäß Anhang 4 oder 5, wobei die Schutzschicht einen ersten Teil, der auf der ersten Fläche gebildet ist, und einen zweiten Teil, der auf der zweiten Fläche gebildet ist, umfasst.
-
Zusatznotiz 7
-
Festelektrolytkondensator gemäß Anhang 6, wobei eine erste Dicke, bei der es sich um eine maximale Dicke von der zweiten Fläche bis zur Oberfläche des zweiten Teils handelt, dünner ist als eine zweite Dicke, die maximale Dicke von der zweiten Fläche bis zur Oberfläche der Metallschicht.
-
Zusatznotiz 8
-
Festelektrolytkondensator gemäß einem der Anhänge 1 bis 7, wobei die Schutzschicht wenigstens eines aus einem Fluorpolymer, einem Silikonharz und einem Acrylharz umfasst.
-
Zusatznotiz 9
-
Festelektrolytkondensator gemäß einem der Anhänge 1 bis 8, wobei eine dritte Dicke von der ersten Fläche bis zur Oberfläche der Schutzschicht zum Anodendraht hin dicker ist.
-
Zusatznotiz 10
-
Verfahren zur Herstellung eines Festelektrolytkondensators, umfassend den Schritt: Bilden eines porösen Sinterkörpers, der eine erste Fläche, aus der ein Anodendraht ragt, der ein Ventilmetall umfasst, aufweist und der ein Ventilmetall umfasst; Bilden einer dielektrischen Schicht auf dem porösen Sinterkörper, Bilden einer festen Elektrolytschicht auf der dielektrischen Schicht, Bilden einer Kathodenschicht auf der festen Elektrolytschicht; wobei der Schritt des Bildens der festen Elektrolytschicht das Bilden einer ersten Schicht auf der dielektrischen Schicht und das Bilden einer zweiten Schicht auf der ersten Schicht umfasst; und Bilden einer Schutzschicht, die wenigstens einen Teil der ersten Fläche bedeckt, nach dem Schritt des Bildens der ersten Schicht.
-
Zusatznotiz 11
-
Verfahren zur Herstellung eines Festelektrolytkondensators gemäß Anhang 10, wobei der Schritt des Bildens der Schutzschicht vor dem Schritt des Bildens der zweiten Schicht durchgeführt wird.
-
Zusatznotiz 12
-
Verfahren zur Herstellung eines Festelektrolytkondensators gemäß Anhang 10, wobei der Schritt des Bildens der Schutzschicht nach dem Schritt des Bildens der zweiten Schicht und vor dem Schritt des Bildens der Kathodenschicht durchgeführt wird.
-
Zusatznotiz 13
-
Verfahren zur Herstellung eines Festelektrolytkondensators gemäß Anhang 10, wobei der Schritt des Bildens der Kathodenschicht das Bilden einer Graphitschicht auf der festen Elektrolytschicht und das Bilden einer Metallschicht auf der Graphitschicht umfasst, wobei der Schritt des Bildens der Schutzschicht nach dem Schritt des Bildens der Graphitschicht und vor dem Schritt des Bildens der Metallschicht durchgeführt wird.
-
Zusatznotiz 14
-
Verfahren zur Herstellung eines Festelektrolytkondensators gemäß Anhang 10, wobei der Schritt des Bildens der Schutzschicht nach dem Schritt des Bildens der Kathodenschicht durchgeführt wird.
-
Zusatznotiz 15
-
Verfahren zur Herstellung eines Festelektrolytkondensators gemäß einem der Anhänge 10 bis 14, wobei der Schritt des Bildens der ersten Schicht ein chemisches Polymerisationsverfahren oder ein elektrolytisches Polymerisationsverfahren umfasst.
-
Zusatznotiz 16
-
Verfahren zur Herstellung eines Festelektrolytkondensators gemäß einem der Anhänge 10 bis 15, wobei der Schritt des Bildens der zweiten Schicht ein chemisches Polymerisationsverfahren oder ein elektrolytisches Polymerisationsverfahren umfasst.
-
Zusatznotiz 17
-
Verfahren zur Herstellung eines Festelektrolytkondensators gemäß einem der Anhänge 10 bis 16, wobei der Schritt des Bildens der Schutzschicht darin besteht, ein Pastenmaterial, das die Schutzschicht sein soll, mit Hilfe eines Spenders auf die erste Fläche aufzutragen.
-
Zusatznotiz 18
-
Verfahren zur Herstellung eines Festelektrolytkondensators gemäß einem der Anhänge 10 bis 17, wobei die Schutzschicht wenigstens eines aus einem Fluorpolymer, einem Silikonharz und einem Acrylharz umfasst.
-
Liste der Bezugszeichen
-
- A1, A2, A3, A4
- Festelektrolytkondensatoren
- 1
- Poröser Sinterkörper
- 2
- Dielektrische Schicht
- 3
- Feste Elektrolytschicht
- 4
- Kathodenschicht
- 5
- Schutzschicht
- 6
- Anodenleitungselement
- 7
- Kathodenleitungselement
- 8
- Dichtungsharz
- 10
- Anodendraht
- 11
- Erste Fläche
- 12
- Zweite Fläche
- 31
- Erste Schicht
- 32
- Zweite Schicht
- 41
- Graphitschicht
- 42
- Metallschicht
- 51
- Erster Teil
- 52
- Zweiter Teil
- 61
- Anschlussteil
- 62
- Relaisteil
- 79
- Leitfähiges Klebematerial
- 100
- Zwischenprodukt
- 200
- Chemische Umwandlungslösung
- 310, 320
- Reaktionslösung
- 442
- Graphitschicht
- 500
- Harzpaste
- Ds
- Spender
- t1, t2 und t3
- Dicke
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
